现在我们终于得到了钛合金锭,但是这距离我们手中的钛合金成品还很远。
原因是,此时钛锭的金属晶体分布并不均匀,本质上是一个快速并产生大批结晶体的产品,不同条件下形成的微观结构是不一样的。钛锭是个典型液态金属凝固组织。把它想象成一个刚刚成型的面团,面团内部还不够均匀、致密,其力学性能还很不可靠。
这个时候,为了消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷,优化微观组织结构,就不得不采用锻造技术。说白了就是细化钛锭晶粒度,将粗大的晶粒破碎。让钛锭不但能获得机械零件所需要的形状,而且能改善材料内部的组织,提高机械零件的力学性能。也就是反复揉面的过程。只不过钛合金锭实在太大,太硬了,用拳头揉肯定是不成,也没法用擀面杖擀成薄皮。不过没关系,这个时候,我们的重型装备就可以上场了!大型的电炉,大型的锻造机,以及配套设备。
钛锭锻造技术主要包含四个工序:装炉,加热,锻造,冷却。工厂需要一般需要5组电炉,2组高温炉,2组低温炉,1组退火炉。根据不同材料选用不同的炉子。例如:TC4φ560mm的钛锭始锻温度为1150℃,终锻温度为800℃,保温时间为5.5小时。锻造工作时,需要考虑以下几个方面:参考8000T锻造机总长*总宽*总高=3150mm*8400mm*8000mm,电力需要量:3300kw锻锤反复“揉压”钛锭的过程以及冷却后(中间有各种复杂工序,如回火退火等),金属的晶体结构得以确定,此时的金属性能是相对可靠的。
锻造后,我们得到了钛合金的板坯此时的板坯上有一层厚厚的氧化皮*(热处理后留下的),我们需要用机加工的方式,将板坯上的表皮给去除。轧制是通过一定宽度的轧辊反复弯曲和拉伸钛合金锭,使其变形并得到所需形状。这种方法效率高,能精确控制钛合金制品的形状和尺寸。这一步有点类似于“擀面皮”通过一条条轧机产线的轧辊,将钛合金轧制成特定厚度的钛合金板。钛合金之所以成材率低,成本高,很大程度上也是因为钛合金板材本身在锻造和轧制过程中易开裂,需遵循繁琐严格的加工程序,这无形中增加了很多成本。
经过专业的锻造和轧制后,我们终于得到了一张纸钛合金板,下一章,我们讲经过哪些机加工及表面处理后,最终形成一张张可供精密加工的钛合金板材!这里大家手里的钛产品,又近了一大步!